Как белки читают мета-код ДНК

Три четверти ДНК в эволюционировавших организмах обёрнуты вокруг белков, образуя основную единицу упаковки ДНК — нуклеосомы, подобно нити на катушке. Проблема заключается в понимании того, как ДНК может затем считываться такими белками. Физик Арман Фатизаде из Технологического университета Шарифа в Тегеране (Иран) и его коллеги создали модель, показывающую, как белки движутся вдоль ДНК. Их работа опубликована в журнале European Physical Journal E.

До сих пор не было чёткого понимания физических механизмов того, как «открыть книгу», чтобы прочитать генетический текст, содержащийся в ДНК. Изучение динамики нуклеосомы на разумных временных масштабах с помощью молекулярно-динамического моделирования слишком сложно. Вместо этого авторы разработали базовую компьютерную модель нуклеосомы, в которой ДНК описывается последовательностью жёстких блоков, представляющих пары оснований. Введение гибких сайтов связывания ДНК с белковым ядром обеспечивает более физическое представление системы. Это также позволяет идентифицировать механизм скольжения нуклеосом вдоль ДНК.

Идея заключается в том, что небольшой дефект в виде отсутствующей или лишней пары оснований попадает в участок ДНК, обёрнутый вокруг нуклеосомы. Этот дефект может затем диффундировать через обёрнутую ДНК, и как только он покидает другой конец обёрнутого участка, нуклеосома сдвигается на длину, которую нёс с собой дефект. Эта модель поддерживает идею второго генетического кода, ранее предложенную в 2006 году. Он состоял бы из механического кода, записанного в последовательности пар оснований и мультиплексированного с традиционным генетическим кодом.